Genotyypit ja fenotyypit voivat tunnistaa ja ennustaa jopa HIV-huumeidenkestävyyden
Jopa henkilöillä, joilla hoidetaan optimaalisesti hoitoa, joidenkin HIV-lääkkeiden resistenssin odotetaan kehittyvän ajan mittaan viruksen luonnollisten mutaatioiden vuoksi. Muissa tapauksissa resistenssi voi kehittyä nopeasti, kun suboptimaalinen sitoutuminen mahdollistaa resistenttien HIV-populaatioiden menestymisen, mikä johtaisi lopulta hoitomuotoon.
Kun hoidon epäonnistuminen tapahtuu, on valittava vaihtoehtoiset lääkeaineyhdistelmät, jotta tämä uusi resistenttien virusten väestö voidaan tukahduttaa.
Geneettinen resistenssitestaus auttaa helpottamaan tätä tunnistamalla resistenttien mutaatioiden tyypit henkilön "viruksen altaaseen", samalla kun varmistetaan, miten herkät nämä virukset ovat mahdollisia antiretroviraalisia aineita .
Kaksi ensisijaista työkalua käytetään HIV: n geneettiseen resistenssitestaukseen: HIV-genotyyppiseen määritykseen ja HIV-fenotyyppiseen määritykseen .
Mikä on genotyyppi ja fenotyyppi?
Määritelmän mukaan genotyyppi on yksinkertaisesti organismin geneettinen koostumus, kun taas fenotyyppi on kyseisen organismin havaittavissa olevat ominaisuudet tai piirteet.
Genotyyppiset määritykset (tai genotyypit) toimivat tunnistamalla perinnölliset ohjeet solun geneettisessä koodauksessa tai DNA: ssa. Fenotyyppiset määritykset (tai fenotyypit) vahvistavat näiden ohjeiden ilmaisun erilaisten ympäristöolosuhteiden vaikutuksesta.
Vaikka genotyypin ja fenotyypin välinen yhteys ei ole absoluuttinen, genotyyppaus voi usein ennustaa fenotyypin, varsinkin kun geneettisen koodin muutokset antavat odotettavissa olevat muutokset ominaisuuksissa tai piirteissä - kuten lääkevalmisteen kehittymisen tapauksessa.
Fenotyyppaus vahvistaa toisaalta "tässä ja nyt". Se pyrkii arvioimaan organismin reaktiota spesifisiin muutoksiin ympäristöpaineessa, kuten silloin, kun HIV altistuu erilaisille lääkkeille ja / tai lääkkeen pitoisuuksille.
HIV-genotyyppien selittäminen
HIV-genotyypitys on yleensä yleisin vastustestitekniikka.
Analyysin tarkoituksena on havaita spesifiset geneettiset mutaatiot viruksen genomin (tai geneettisen koodin) gag-pol- alueella. Tämä on alue, jossa käänteistranskriptaasi, proteaasi ja integraasientsyymit - useimpien antiretroviraalisten lääkkeiden kohteet - koodataan DNA-ketjuun.
Aloittamalla ensin HIV-genomin polymeraasiketjureaktion (PCR) avulla, lab-teknikot voivat sekvensoida (tai "kartoittaa") viruksen genetiikan käyttäen erilaisia mutaatiotutkimustekniikoita.
Teesmutaatiot (tai mutaatioiden kerääntyminen) tulkitsevat teknikot, jotka analysoivat tunnistettujen mutaatioiden ja viruksen odotetun alttiuden erilaisille antiretroviraalisille lääkkeille. Online-tietokannat voivat auttaa vertaamalla testisekvenssiä prototyyppiin "villityypin" viruksen (eli HIV: n, joka ei sisällä resistenttejä mutaatioita).
Näiden testien tulkintaan käytetään huumeiden herkkyyden määrittämistä, ja niiden avainmuuttujien määrä on suurempi , mikä lisää lääkeaineiden resistenssin korkeampia tasoja .
HIV-fenotyyppien selittäminen
HIV-fenotyyppaus arvioi henkilön HIV: n kasvua lääkeaineen läsnä ollessa, sitten vertaa sitä kontrollin kasvuun, villityypin viruksen samassa lääkkeessä.
Kuten genotyyppisten määritysten yhteydessä, fenotyyppiset testit vahvistavat HIV-genomin gag-pol-alueen.
Geeniteknisen koodin tämä osa on sitten "oksastettu" villityypin kloonille käyttämällä rekombinantti-DNA-tekniikkaa . Saatua rekombinantti-virusta käytetään nisäkässolujen infektoimiseen in vitro (laboratoriossa).
Virusnäyte altistetaan sitten erilaisten antiretroviraalisten lääkeaineiden kasvaville pitoisuuksille, kunnes saavutetaan 50% ja 90% viruksen vaimennus. Pitoisuuksia verrataan sitten kontrollin, villityyppisen näytteen tuloksiin.
Suhteellinen "fold" -muutokset tarjoavat arvon vaihteluvälin, jolla huumeiden herkkyys määritetään. Nelinkertainen muutos merkitsee yksinkertaisesti sitä, että lääkkeen määrä tarvitaan neljä kertaa viruksen vaimennuksen aikaansaamiseksi verrattuna villityyppiin.
Mitä suurempi kertausarvo on, sitä vähemmän alttiina oleva virus on tietylle lääkkeelle.
Nämä arvot sijoitetaan sitten alempaan kliiniseen ja ylemmän kliiniseen alueeseen, jolloin ylemmät arvot johtavat korkeampiin lääketurvatoiminnan tasoihin. (Katso esimerkkikertomus .)
Milloin geneettisen vastuksen testaus suoritetaan?
Yhdysvalloissa geneettinen resistenssitestaus tehdään perinteisesti hoidossa oleville potilaille sen määrittämiseksi, onko heillä "hankittu" lääkeaineenkestävyyttä. Yhdysvalloissa tehdyt tutkimukset viittaavat siihen, että 6 - 16% lähetetystä viruksesta kestää vähintään yhtä antiretroviraalista lääkettä, kun taas lähes 5% on resistenttejä useampaan kuin yhteen lääkeaineryhmään.
Geneettinen resistenssitestaus käytetään myös silloin, kun lääkeaineiden resistenssiä epäillään yksilöissä hoidossa. Testaus suoritetaan, kun potilas joko ottaa epäonnistuneen hoidon tai neljän viikon kuluessa hoidon lopettamisesta, jos viruskuorma on suurempi kuin 500 kopiota / ml. Genotyyppinen testaus on yleensä edullinen näissä tapauksissa, koska ne ovat edullisempia, niillä on nopeampi läpimenoaika ja ne tarjoavat suurempaa herkkyyttä villityypin ja resistenttien virusten seosten havaitsemiseksi.
Fenotyyppisen ja genotyyppisen testauksen yhdistelmä on yleensä edullinen henkilöille, joilla on monimutkainen, monilääkeresistenssi, erityisesti niille, jotka altistuvat proteaasi-inhibiittoreille .
Lähteet:
Maailman terveysjärjestö (WHO). "HIV-lääkkeen vastustuskykyä koskeva tiedote". Geneve, Sveitsi; 11. huhtikuuta 2011.
Kim, D .; Ziebell, R .; Saduvala, N .; et ai. "Trendin HIV-1: n ARV-lääkeaineiden resistenssin aiheuttamaan mutaatioon: 10 HIV-valvonta-aluetta, USA, 2007-2010." 20. konferenssi retroviruksista ja opportunistisista infektioista. Atlanta, Georgia; 6. maaliskuuta 2013; Suullinen tiivistelmä 149.
National Institute of Health (NIH). "Antiretroviraalisten aineiden käyttöohjeet HIV-1-tartunnan saaneilla aikuisilla ja nuorilla". Bethesda, Maryland; 11. lokakuuta 2013.